báo cáo thí nghiệm nhập môn kĩ thuật điện lạnh he2000 hệ thống điều hòa không khí

- Sau khi nhận nhiệt, hơi môi chất được đẩy về máy nén áp suở ất thấp, qua máy nén thành áp su t cao và tiấ ếp tục đi qua tiết lưu vàcứ thế ta có vòng lặp 1.2 Chi tiết hệ thống đo lường

ĐẠI H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ TRƯỜNG CƠ KHÍ KHOA NĂNG LƯỢNG NHIỆT

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

Họ tên sinh viên: Bùi Quang Minh 20234833

Nguyễn Anh Ngọc 20234091 Lớp: Nhiệt 02 – K68

Mã lớp thí nghi ệm: 737761

Giảng viên HD: Phạm Thái Sơn -

-Nguyễn Th Minh Nguy t ị ệ

-Trịnh Vi t Thi ế ệu

Hà Nội, ngày 15 tháng 1 năm 2024

Hình 1.1: Hệ thống điều hòa không khí

- Chu trình máy lạnh và chu trình bơm nhiệt th c ch t là giự ấ ống nhau đều là chu trình nhiệt động ngược chiều Chúng chỉ khác nhau cở ấp nhiệt độ và tên g i b i vì mở ọ ở ục đích sử ụng của dchúng

- Hơi môi chất ở nhiệt độ áp su t cao s ấ ẽ nhả nhiệt cho nước, làm cho nước nóng lên Môi chất khi nhả nhiệt như vậy sẽ chuyển pha từ hơi thành lỏng hay được g i là hiọ ện tượng ngưng tụ

T r a n g 3 | 28

Hình 1.2: Đồ ng h ồ đo Hình 1.3: Đồng hồ đo dạng digital

- Ngượ ạ ớc l i v i thi t b ế ị ngưng tụ ta có thi t b ế ị tiết lưu Sau khi đi qua thi t b ế ị tiết lưu thì môi chấ ẽ ởt s áp su t thấ ấp đi vào thiết b ịbay hơi Tại đây quá trình bay hơi của môi chất diễn ra Do áp ởsuất thấp, nhiệt độ thấp nên s ẽ nhận nhiệ ừt t bên ngoài

- Sau khi nhận nhiệt, hơi môi chất được đẩy về máy nén áp suở ất thấp, qua máy nén thành áp su t cao và tiấ ếp tục đi qua tiết lưu và

cứ thế ta có vòng lặp

1.2 Chi tiết hệ thống đo lường

T1:nhiệt độ đầu ra c a chủ ất trước khi ngưng tụ

T2: nhiệt độ đầu ra của chất sau khi ngưng tụ

T3: nhiệt độ đầu ra của chất trước khi bay hơi

T4: nhiệt độ đầu ra của chất sau khi bay hơi

T5:nhiệt độ ủa nước trước khi đi vào thiế c t b ị ngưng tụ

T6:nhiệt độ ủa nước sau khi đi vào thiế c t b ị ngưng tụ

T7:nhiệt độ ủa không khí trước khi đi vào thiế c t bị bay hơi

T8:nhiệt độ ủa không khí sau khi đi vào thiế c t b ị bay hơi

▪ Các T1, T2, T3, T4, T5 đều có màn hình đo riêng Nói về cái

bình, ở dưới đáy bình của m t cái hitter b ra nhi t s ộ – ộ ệ ẽ có điện trở và s ẽ nóng → môi chất nóng lên đến tr ng thái bão hòa và ạchuy n pha t lể ừ ỏng sang hơi Nước lạnh ở trên water outled và water inled s gẽ ặp hơi môi chất ở nhiệt độ cao hơn nhả nhiệt cho nước làm lạnh ngưng tụ ạnh thành l l ỏng

▪ Người ta sẽ cài đặ ẵn giá trị áp suất ở relay bảt s o v áp su t, khi ệ ấgiá tr áp suị ất vượt quá giá tr ị cài đặt thì mạch điện sẽ ự động t ngắt (không cung cấp năng lượng cho b ra nhiộ ệt – nguyên nhân

áp suất cao) Trong trường h p vợ ẫn chưa an toàn người ta s x ẽ ảhơi ra luôn

▪ Từ các điểm đo, các tín hiệu s ẽ được g i v thi t b ử ề ế ị hiển th Trên ịthi t k ta có thi t bế ế ế ị hiển th d ng analog và d ng digital ị ạ ạ

• Thi t b ế ị hiển th dị ạng analog: Trên đồng hồ hiển th có 3 thang ị

đo vừa hiển thị được nhiệt độ, vừa hiển thị được áp suất

• Thi t b ế ị hiển th d ng digital: Hi n th v ị ạ ể ị ề nhiệt độ, có b chuyộ ển kênh đánh số từ 1 đến 8 Khi chuyển kênh ta sẽ thấy được nhiệt

độ ở mỗi điểm đo

▪ Khi không gian thi t b cho phép và chi phí cho phép, m i thông ế ị ỗ

số sẽ được thể hiện bởi mỗi b ộ hi n thị khác nhau Khi hi n th ể ể ịđồng thời ta sẽ xem được các thông số biến đổi theo thời gian cùng lúc Các giá trị hiển th ị phụ thu c vào vộ ị trí đặt đầu cảm biến

2 Bộ trao đổi nhi t dòng ch ệ ảy c t nhau ắ

2.1 Gi i thi u chung ớ ệ

Bộ trao đổi nhiệt dòng chảy cắt nhau hay còn được gọi là heat exchanger là m t thi t b ộ ế ị hoặc h ệ thống được thiết kế để

T r a n g 5 | 28

truyền đổi nhiệt độ giữa hai dòng ch t lấ ỏng hoặc khí ch y qua ảnhau, mà không có s p xúc tr c tiự tiế ự ếp giữa chúng Điều này thường được th c hiệự n để chuy n nhi t t một chất lỏng hoặc khí ể ệ ừsang m t ch t khác mà không làm nhi m bộ ấ ễ ẩn hoặc làm pha loại chúng

Có nhiều kiểu heat exchanger dòng chảy cắt nhau khác nhau, nhưng mục tiêu chung là tối ưu hóa truyền nhiệt độ, đồng thời giữ cho hai dòng ch y này không ti p xúc tr c ti p Nh ng heat ả ế ự ế ữexchanger này thường được s d ng trong các ử ụ ứng dụng khác nhau như hệ thống làm lạnh, hệ thống sưởi, hệ thống trao đổi năng

lượng, và nhiều ứng dụng công nghiệp khác.Dưới đây là mộ ốt s loại phổ bi n:ế

• Tube and Tube Heat Exchanger: Một dòng chảy chất lỏng chảy qua các ng, trong khi dòng ch y khác ch y qua xung ố ả ảquanh các ng này, tố ạo điều kiện cho truyền nhiệt

• Plate Heat Exchanger: Sử ụ d ng các lá làm nhiệt để ạo ra một tloạt các khe h hở ẹp giữa chúng, trong đó hai dòng chảy có th ểchảy qua và truyền nhiệt

• Shell and Plate Heat Exchanger: K t hế ợp lợi ích c a c ng và ủ ả ố

lá, t o ra m t h ạ ộ ệ thống mà dòng ch y ch t l ng và ch t khí có ả ấ ỏ ấthể chảy qua

• Rotary Heat Exchanger: S dử ụng một bánh xe quay ch a các ứ

lá làm nhiệt để truyền nhiệt gi a hai dòng chữ ảy

2.2 Cấu t ạo:

Hình 2.1 B ộ trao đổi nhiệt dòng chảy

ắ

▪ Ống ch ảy cắt nhau

• Bên trong: ch t làm l nh hay làm nóng ch y qua ấ ạ ạ ống

• Bên ngoài: Ch t c n làm l nh chấ ầ ạ ảy xung quanh ống

• Các tấm ngăn bên trong ống gió

T r a n g 7 | 28

Hình 2.2 Nguyên lý hoạt độ ng bộ trao đổ i nhiệt dòng

▪ Ống ch ảy cắt nhau

• Chất nhiệt đổi nước, dầu, hoặc ch t khác ch y qua các ấ ả ống

• Chất c n truyầ ền nhiệ chảy xung quanh bềt ngoài các ng gió ố

• Nhiệt đổ ảy ra qua tường của ống giữi x a ch t nhiấ ệt đổi và chất cần truyền nhiệt

• Các tấm ngăn bên trong ng gió có th ố ể được sử dụng để hướng chất c n truyầ ền nhiệt qua các ống, tăng cường quá trình truyền nhiệt

Hình 3.1 Máy s y phun ấ

• Cấu trúc gồm nhiều t m xếấ p ch ng lên nhau, tồ ạo di n tích ệtruyền nhiệ ớn và làm tăng hiệt l u su t ấ

▪ Bộ truyền nhi ệt cắt nhau

• Dòng ch t lấ ỏng hoặc khí chảy theo hướng chéo qua một bề mặt chuyển nhiệt

• Nhiệt đổ ải x y ra do sự chuyển giao nhiệt độ gi a chất nhiệt đổi ữ

và ch t c n truyấ ầ ền nhiệt

• Các lớp t n nhiả ệt ho c l ặ ỗ thông hơi có thể được s dử ụng để ối t

ưu hóa hiệu su t truyấ ền nhiệt và gi m t n th t áp su t ả ổ ấ ấ

Trong t t c ấ ả các trường h p, mợ ục tiêu chính c a b ủ ộ trao đổi nhiệt dòng chảy cắt nhau là tối ưu hóa truyền nhiệt gi a hai dòng ữchất mà không làm cho chúng ti p xúc tr c tiế ự ếp Điều này giúp ngăn chặn ô nhiễm giữa chúng và tăng cường hiệu suất hệ thống

3 Hệ thống sấy phun và hệ thống sấy truyền th ống

này thường được áp dụng

trong nhi u ngành công ề

nghiệp, bao g m th c ph m, ồ ự ẩ

hóa chất, dược ph m, và nhiẩ ều

lĩnh vực khác

3.1.1 Cấu trúc hệ thống

• Bơi Lạnh ho c Qu ặ ạt Hơi: Dùng để làm nguội và tách nước

3.1.2 Nguyên lý hoạt động

a Quy trình xử lý

- Trước khi sấy, nguyên li u c n s y ệ ầ ấ ở ạ d ng ch t lòng Quy ấtrình xủa lý trước khi sấy khô nhằm mục đích điều hòa nguyên liệu theo cách giúp cho vi c s y khô có th và s ệ ấ ể ẽ đượ ối ưu c thóa năng xuấ ủa nó Các bước quy trình điểt c n hình trong phần này của dòng như sau:

- Sự hòa tan/ công thức – nếu nguyên liệu thô không có sẵn trực tiếp ở dạng lỏng

- Cô đặc / bay hơi: Tăng tổng ch t rấ ắn sẽ ẫn đến năng suất d

sản ph m tẩ ốt hơn cho máy sấy phun

- Gia nhi t: Gia nhi t có th giúp cân bệ ệ ể ằng sự gia tăng độ nhớt

- Sự tạo phun này nhờ vào 1 hoặc m t s vòi phun Vòi phun ộ ốthi t k khác nhau tế ế ồn tại và l a ch n theo v t liự ọ ậ ệu và lưu lượng để mang lạ ếi k t qu t t nhả ố ất:

• Vòi phun áp l c ự

• Đầu phun quay

• 2 vòi phun ch t lấ ỏng

c Ti p xúc giế ữa vật liệu được làm khô và không khí

- Quá trình làm khô di n ra nh ễ ờ không khí khô tiếp xúc với các giọt được phun ra Kh ả năng hút ẩm c a không khí và do ủ

T r a n g 11 28 |

đó làm khô các hạt được tăng lên bằng cách làm nóng không khí trước khi nó đi vào buồng s ấy phun Nó có độ ẩm tương đối thấp tại đầu vào và một độ ẩm tương đối cao, nhiệt độ thấp

ở tại đầu ra

- Khí có th ể được thổi đồng thời tới sản phẩm t ừ đỉnh của tháp hoặc ngược dòng từ phí dưới Trong nhiều ng d ng quy trình, ứ ụdòng ngược được ưu tiên nhưng với dòng đồng sấy phun có mối quan tâm chính : Không khí ở nhiệt độ cao nơi tiếp xúc các hạt với độ ẩm cao nh t nó giúp bảấ o v các h t kh i quá ề ạ ỏnhiệt

e Tách chất rắn

- Khi các hạt được làm khô, cần phải thu th p chúng Viậ ệc phân tách như vậy thường được thực hiện trong các xyclon có thể được trang b các b lị ộ ọc để tăng hiệu quả ủ c a chúng

- Bột được thu thập ở dưới cùng c a máy sủ ấy phun và được chuyển bằng khí nén đến một cyclone ở đó nó tách ra với không khí

Không khí trong buồng sấy cũng được đưa đến một cyclone khác ở đó các hạn mịn, có th ể đã được không khí v n chuyên ậđược tách ra và đưa trở lại dòng sản ph m chính ẩ

3.1.3 Ưu nhược điểm

• Ưu điểm

o Nhanh chóng và hiệu quả

o D ễ kiểm soát và điều ch nh quá trình ỉ

Dựa vào s ự hiện di n cệ ủa

không khí và điều kiện môi

trường như nhiệt độ và độ

ẩm để làm bay hơi nước từ

3.2.2 Cấu tạo hệ thống

• Máy sấy: Là ph n chính c a h ầ ủ ệ thống, nơi vậ ệu c n st li ầ ấy được đưa vào

• Quạt: Tạo lưu lượng không khí để hỗ trợ quá trình sấy

• Nguồn nhiệt độ: Cung cấp nguồn nhiệt để tăng nhiệt độ c a ủkhông khí trong máy sấy

• Hệ thống điều khiển: Kiểm soát nhiệt độ, độ ẩ m, và thời gian sấy để đảm b o quá trình di n ra hiả ễ ệu quả và an toàn

• Hệ thống đưa vật liệu: Cung cấp các cơ cấu để di chuyển vật li u qua quá trình sệ ấy

4 Hệ thố ng l nh nhị phân ạ

4.1 Tóm t t sáng ch ắ ế

Sáng ch ế được th c hiự ện với mục đích của nó là t o ra ch ạ ế phẩm làm l nh có kh ạ ả năng đạt được nhiệt độ thấp đến -80° C mà không

sử d ng ch t làm lụ ấ ạnh được điều ch nh có kh ỉ ả năng phá hủy ozono cao -hình c u và có kh ầ ả năng được sử dụng làm chất làm l nh thayạthế cho R503 nh m mằ ục đích làm lạnh hoặc tính năng khác, cũng như cung cấp hệ thống làm lạnh kép có khả năng thực sự đạt được nhiệt độ thấp Chế ẩm làm l nh theo sáng ch bao g m hph ạ ế ồ ỗn h p ợđẳng phí của trifluoro metan và hexafluoroethane

4.2 Chi ti t sáng ch ế ế

Hệ thống làm lạnh nhị phân bao g m:h ồ ệ thống làm l nh th ạ ứnhất tuần hoàn ch t làm l nh áp suấ ạ ất thấp và bao g m máy nén thồ ứnhất nén ch t làm l nh áp su t th p và thi t b ấ ạ ấ ấ ế ị ngưng tụ chất làm lạnh áp su t thấ ấp; h ệ thống làm l nh th ạ ứ hai tuần hoàn ch t làm ấlạnh áp su t cao và bao g m máy nén th hai nén ch t làm l nh áấ ồ ứ ấ ạsuất cao và thi t b ế ị bay hơi làm bay hơi chất làm l nh áp su t cao ạ ấ

Bộ điều khiển có thể vận hành máy nén thứ hai khi thời gian hoạt động của máy nén thứ nhất lớn hơn thời gian cài đặt thứ nhất hoặc áp suất môi chất lạnh cao áp của hệ thống lạnh thứ hai nhỏ

hơn áp suất cài đặt thứ nhất

➢ Thời gian cài đặt đầu tiên có thể là 1 phút và áp suất cài đặt đầu tiên có thể là 2500 kPa

Bộ điều khiển có thể mở một phần van tiết lưu bình khi thời gian hoạt động của máy nén thứ hai nhỏ hơn thời gian cài đặt thứ hai

hoặc áp suất của chất làm lạnh cao áp lớn hơn áp suất cài đặt thứ hai

➢ Van giãn nở tàu có thể được mở 20%

Bộ điều khiển có thể đóng van bình khi thời gian hoạt động của

máy nén thứ hai lớn hơn thời gian cài đặt thứ hai và áp suất của

chất làm lạnh cao áp nhỏ hơn áp suất cài đặt thứ hai

➢ Thời gian đặt thứ hai có thể là 1 phút và áp suất đặt thứ hai

có thể là 3000 kPa

Bộ điều khiển có thể mở một phần van giãn nở bình nếu thời gian nhỏ hơn thời gian cài đặt thứ ba sau khi đóng van bình

➢ Van giãn nở tàu có thể được mở 20%

➢ Thời gian cài đặt thứ ba có thể là 3 phút

nhất Nó có th bao g m cể ồ ả ệc v n hành máy nén th hai vi ậ ứ

• Phương pháp điều khiển của hệ thống lạnh nhị phân bao gồm mở một ph n van giãn n bình khi th i gian hoầ ở ờ ạt động của máy nén thứ hai nh ỏ hơn thời gian đặt th hai ho c áp su t c a ch t làm ứ ặ ấ ủ ấlạnh cao áp lớn hơn áp suất đặt thứ hai; có thể nhiều hơn bao gồm

• Phương pháp điều khiển của hệ thống làm lạnh nhị phân có thể bao g m thêm viồ ệc đóng van bình khi thời gian v n hành c a máy ậ ủnén th hai lứ ớn hơn thời gian cài đặt th hai và áp su t c a chứ ấ ủ ất làm l nh cao áp nh ạ ỏ hơn áp suất cài đặt th hai ứ

• Phương pháp điều khiển của hệ thống làm lạnh kép có thể bao

g m thêm vi c m m t ph n van giãn n bình n u th i gian nh ồ ệ ở ộ ầ ở ế ờ ỏhơn thời gian ấn định thứ ba sau khi đóng van bình

• Phương pháp điều khiển của hệ thống làm lạnh nhị phân có thể còn bao g m vi c m hoàn toàn van giãn n bình khi th i gian ồ ệ ở ở ờ

đặt th ba dài hơn thời gian đặứ t lần thứ ba sau khi đóng van bình

→Theo các phương án khác nhau của sáng chế, hệ thống làm lạnh nhị phân và phương pháp điều khiển c a hủ ệ thống làm lạnh nhị phân

có th ể ngăn chặn sự tăng áp suất đột ngột trong chu trình làm lạnh

5.1 Sơ lược v máy l nh ghép t ề ạ ầng

Máy l nh ghép tạ ầng thường đề ậ c p đ n việế c k t hế ợp nhiều đơn

vị máy lạnh đ ạể t o ra h ệ thống l nh m nh mạ ạ ẽ và hiệu quả hơn Phương pháp này thường được áp dụng trong các tòa nhà có nhiều tầng hoặc không gian lớn để đảm b o phân ph i nhiả ố ệt độ đồng đều

và đáp ứng nhu cầu làm lạnh

Máy l nh ghép t ng có th ạ ầ ể thực hiện bằng cách k t hế ợp nhi u ềđơn vị máy lạnh split hoặc multi-split trong cùng một hệ thống

thể c a tòa nhà, các h ủ ệthống này có th ể được thi t k ế ế để đáp ứng yêu cầu cụ thể ủ c a từng không gian.

- Tiết kiệm năng lượng: Hệ thống máy lạnh ghép tầng thường

có kh ả năng điều ch nh công su t hoỉ ấ ạt động của từng đơn vịmáy l nh theo nhu cạ ầu cụ thể ủ c a từng khu vực Điều này giúp ti t kiế ệm năng lượng b ng cách ch làm l nh các khu vằ ỉ ạ ực cần thiết

- Khả năng mở rộng dễ dàng: Bạn có th m rể ở ộng hệ thống máy l nh ghép tạ ầng dễ dàng bằng cách thêm đơn vị m i theo ớnhu cầu Điều này rất hữu ích khi cần mở rộng không gian lạnh hoặc khi xây d ng thêm t ng cho tòa nhà ự ầ

- Quản lý linh hoạt: Mỗi đơn vị máy lạnh trong hệ thống có

thể được điều khiển độ ậc l p, giúp quản lý và điều chỉnh nhiệt

độ ộ, đ ẩm và lu ng không khí tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể ồcủa từng khu vực

- Tiện ích điều khi n t ể ừ xa: Nhiều hệ thống máy l nh ghép ạtầng sử d ng công ngh ụ ệ điều khi n tể ừ xa thông minh, cho

phép người sử dụng điều ch nh các thi t lỉ ế ập từ xa thông qua điện thoại di động hoặc máy tính

- Tiết ki m không gian: ệ So v i vi c lớ ệ ắp đặt m t h ộ ệ thống l nh ạtrung tâm l n, máy l nh ghép t ng có th t ki m không gian ớ ạ ầ ể tiế ệ

do đơn vị lạnh được phân tán ở các vị trí khác nhau trong tòa nhà

➢ Những tác d ng này giúp máy l nh ghép t ng tr thành mụ ạ ầ ở ộtlựa chọn phổ biến cho việc làm mát và điều hòa không khí trong các tòa nhà có quy mô lớn và đa dạng

5.3 Ưu nhược điểm

5.3.1 Ưu điểm

Hiệu suất năng lượng cao: H ệ thống máy lạnh ghép tầng thường có hiệu suất năng lượng cao, đặc bi t là khi so sánh vệ ới một h ệ thống lạnh trung tâm lớn

Phân phối không khí đồng đều: Máy l nh ghép t ng giúp ạ ầphân ph i không khí và nhiố ệt độ ột cách đồng đề m u trong các khu vực khác nhau c a tòa nhà ủ

Quản lý linh hoạt: Khả năng điều khi n tể ừ xa và quản lý độc lập của từng đơn vị ạ l nh giúp tối ưu hóa hiệu su t và ti t kiấ ế ệm năng lượng

Tiện ích mở r ng d ộ ễ dàng: Có th m rể ở ộng hệ thống bằng cách thêm đơn vị lạnh một cách linh hoạt khi cần thiết

Tiết ki m không gian: ệ Hệ thống này có thể ti t kiệm không ếgian so v i các h ớ ệ thống lạnh trung tâm lớn

5.3.2 Nhược điểm